книги из ГПНТБ / Лукьяненко, В. М. Промышленные центрифуги

корпуса. При заполнении ротора осадком загрузка центрифуги прекращается, производятся отсос оставшегося слоя жидкости и выгрузка осадка с помощью механизма среза.

Во втором случае загрузка центрифуги прекращается после за­ полнения ротора суспензией, уровень которой контролируется сиг­ нализатором уровня слоя. Оставшаяся над осадком жидкость от­ водится из ротора с помощью трубы отсоса. Осадок выгружается механизмом среза через выгрузочный бункер центрифуги.

Центрифуги типа ФГН и ОГН широко используются в химиче­ ской промышленности для обработки суспензий, содержащих пре­ имущественно растворимые кристаллы твердой фазы: хлористый калий, поваренную соль, медный купорос, углекислый аммоний и другие. На этих центрифугах в определенных режимах могут обра­ батываться также некоторые суспензии с нерастворимой твердой фазой: крахмал, полиакрилонитрил, поливинилхлоридная смола, по­ лиэтилен, полистирол и др.

Достоинствами центрифуг ФГН и ОГН являются: простота кон­ струкции, широкий диапазон габаритных размеров, наличие авто­ матического управления, возможность обработки суспензий прак­ тически с любой концентрацией твердой фазы и с различными размерами частиц, высокое качество промывки твердой фазы, полу­ чение хорошо осветленной жидкой фазы. Эти машины удобны в об­ служивании и благодаря герметичности конструкции могут рабо­ тать во взрывоопасных помещениях класса В-Іа, В-ІІа, а также в помещениях с повышенной влажностью.

Недостатки центрифуг этого типа: невозможность обработки в ряде случаев суспензий с нерастворимой твердой фазой, измельче­ ние кристаллов при срезе ножом (по этой причине такие центри­ фуги непригодны для сахарной промышленности); периодичность процесса, не всегда позволяющая включать машины в автоматиче­ ские и особенно в непрерывнодействующие технологические линии; неравномерное использование при различных операциях мощности электродвигателя, тяжеловесность машин и связанная с этим не­ обходимость установки их на мощных виброизоляционных поста­ ментах или фундаментах; неспособность к самобалансировке при загрузке, часто приводящая к возникновению сильных вибраций.

2. КОНСТРУКЦИИ ЦЕНТРИФУГ

Основные параметры и размеры автоматических центрифуг, вы­ пускаемых в Советском Союзе, приведены в табл. 3.

Рассмотрим наиболее широко применяемые в настоящее время автоматические центрифуги ФГН и ОГН.

Центрифуги ФГН-63 (АГ-630)

Из всех промышленных центрифуг, выпускаемых отечественной промышленностью, данные центрифуги имеют самые маленькие размеры и производительность. Это наиболее совершенные ма­

22

шины данного типоразмера, отличающиеся высоким фактором раз­ деления, надежной автоматикой и удобством обслуживания. Они широко применяются в малотоннажных производствах, исполь­ зуются для проведения лабораторных работ и отработки техноло­ гических процессов в опытных производствах.

нержавеющее, кислотостойкое, титановое, в зависимости от мате­ риала деталей и узлов, непосредственно соприкасающихся с обра­ батываемым продуктом. При этом остальные части выполняются из углеродистых сталей и серого чугуна.

На рис. ІІ-З изображена центрифуга ФГН-633К-2 (АГ630-2Н). Это автоматическая фильтрующая герметизированная машина со взрывозащищенным электрооборудованием. Детали, соприкасаю­ щиеся с обрабатываемым продуктом, изготовляются из стали Х18Н10Т.

Установленное на центрифуге и пульте управления электрообо­ рудование может применяться во взрывоопасных помещениях

23

класса В-Іа при работе со взрывоопасными смесями категорий 1, 2, 3 и групп Т1, Т2 и ГЗ, а также в помещениях класса В-Па. Стан­ ция управления центрифугой выполняется в невзрывозащищенном (обычном) исполнении и устанавливается в отдельном невзрыво­ опасном помещении. Центрифуга рассчитана на работу под избы­ точным давлением 0,04 кгс/см2 с обязательным поддувом в кожух инертного газа.

При использовании центрифуги для обработки продуктов с не­ растворимым осадком механизм среза осадка центрифуги снаб­ жается специальными щетками 9, которые механически очищают фильтрующие сита от несрезаемого слоя (8—10 мм).

Скорость вращения ротора при очистке сит — 70—80 оборотов в минуту. Такая скорость достигается с помощью дополнительного привода, состоящего из гидромотора 25, обгонной муфты 26 и мас­ лонасосной станции 23. Дополнительный привод приводится в дей­ ствие ключом на пульте управления, причем предварительно необхо­ димо выключить основной привод. Подвод щеток к нерастворимому осадку и удаление последнего осуществляется вручную с по­ мощью винтового механизма. Периодичность удаления осадка уста­ навливается в зависимости от свойств обрабатываемого продукта и может изменяться в течение определенного промежутка времени.

На чугунной станине 1 крепятся: узел главного вала 2, кожуха 3 и гидромотор 25 с обгонной муфтой 26 дополнительного привода. С помощью резиновой прокладки 11 в передней части центрифуги кожух плотно закрывается крышкой 10, которая шарнирно закреп­ лена на станине. На крышке установлены консольно расположен­ ный поворотный нож 13 для выгрузки отфугованного продукта, регулятор загрузки ротора 20, труба загрузки 16, труба промывки осадка и фильтрующих сит 18, разгрузочный бункер 6.

В верхней части кожуха имеются патрубки для отсоса паров 12 и поддува инертного газа 19, а в нижней части — патрубки 4 и 5 для отвода отфугованной жидкости и для отвода жидкости, пере­ лившейся через борт ротора во время загрузки. К патрубку от­ фильтрованной жидкости через переходник прикреплен клапан 17 для раздельного отвода фильтрата и промывных жидкостей.

К трубе загрузки (питателю) 16 подсоединен указатель движе­ ния суспензии и загрузочный клапан, а к трубе промывки 18 — промывной клапан и клапан регенерации (промывки) сит.

Внутри кожуха размещается ротор 14, установленный на глав­ ном валу консольно и закрепленный гайкой 7 с левой резьбой. Между кожухом и валом имеется герметизирующее уплотнение 15. Место крепления ротора на валу закрыто защитным колпаком 8. Ротор приводится во вращение электродвигателем 22 через клино­ ременную передачу.

Электродвигатель привода центрифуги 22 и маслонасосные станции 21 и 23 центрифуги и дополнительного привода устанавли­ ваются на плите виброизолирующего устройства 24.

На базе центрифуги ФГН-633К-2 изготовляется центрифуга ФГН-633К-1 (АГ-630Н) во взрывозащищенном исполнении. Она

26

используется для разделения суспензий с растворимым осадком и, следовательно, не имеет дополнительного привода и механизма удаления несрезаемого подслоя осадка.

На рис. ІІ-4 показана центрифуга ФГН-631Т-3 (АГ-630Т), изго­ товляемая из титанового сплава. Это фильтрующая машина обыч­ ного (негерметизированного) исполнения, созданная на базе цен­ трифуги ФГН-633К-2. Она предназначена для обработки суспензии иода и других сильно корродирующих средне- и мелкозернистых суспензий с растворимым осадком, поэтому не имеет дополнитель­ ного привода для механической регенерации сит. Привод ее осу­ ществляется от двухскоростиого двигателя.

Рис. ІІ-4. Центрифуга ФГН-63ІТ-3 (продольный разрез):

/ —механизм среза осадка; 2—гидрозатвор.

Электрооборудование центрифуги выполнено в закрытом обду­ ваемом исполнении, оборудование автоматики — в защищенном ис­ полнении.

Вследствие высокой плотности осадка иода для выгрузки его из ротора применен механизм среза осадка 1 со скребками, движу­ щимися возвратно-поступательно в горизонтальном направлении и периодически перемещающимися поступательно в вертикальном направлении. Применение этого механизма уменьшает усилие на

раму ножа при срезе продукта, но одновременно увеличивает вре­ мя среза.

Так как центрифуга негерметична, для предотвращения вы­ броса жидкости и газов из ротора в окружающую среду установ­ лен гидрозатвор 2.

Фильтрующей основой служит фторопластовая ткань, укла­ дываемая между подкладным листовым ситом со щелевидной

27

перфорацией 3X39 мм и прижимным (защитным) ситом с перфо­ рацией цилиндрическими отверстиями диаметром 13 мм. Подклад­ ные и прижимные сита изготовляются из титанового сплава. Стык прижимного сита крепится прижимными винтами к обечайке рото­ ра. Торцовая поверхность обоих сит входит в кольцевые пазы дни­ ща и переднего борта ротора. Плоскость разъема переднего борта и обечайки ротора уплотняется шнуром диаметром 3 мм из фторо­ пластового уплотнительного материала (ФУМ). На разъемах ро­ тора и кожуха, соприкасающихся с обрабатываемым продуктом, для уплотнения применен фторопласт.

Центрифуги ФГН-90 (АГ-900) и ОГН-90 (АОГ-900)

Эти машины также относятся к числу промышленных центри­ фуг типа ФГН и ОГН, выпускаемых в нашей стране. Из указанных центрифуг в настоящее время изготовляется фильтрующая центри­ фуга ФГН-903К-1 (АГ-900Н) нержавеющего исполнения (из стали 1Х18Н9Т). Машина является новой базовой моделью для разра­ ботки различных исполнений центрифуг данного типа (углероди­ стого, кислотостойкого, гуммированного). Герметичность ее кон­ струкции обеспечивает возможность работы под избыточным дав­ лением 0,05 кгс./см2.

В центрифуге ФГН-90 подшипники главного вала отделены от зоны обрабатываемого продукта торцевым графитовым уплотне­ нием, что значительно увеличивает срок службы машины, обеспе­ чивает надежность ее герметизации, исключает попадание масла в продукт, а также продукта в зону расположения подшипников. По конструкции она аналогична центрифуге ФГН-63.

Исполнение центрифуги делает возможным ее применение во взрывоопасных помещениях класса В-Іа, при работе со взрыво­ опасными смесями категорий 1, 2, 3 и групп Т1, Т2 и ТЗ, а также в помещениях классов В-ІІв. Станция управления имеет невзрыво­ защищенное (обычное) исполнение и устанавливается в отдельном невзрывоопасном помещении. Привод центрифуги осуществляется от короткозамкнутого односкоростного электродвигателя через раз­ гонную муфту и клиноременную передачу.

На ближайшее время намечено освоение и выпуск на базе цен­ трифуги ФГН-903К-1 центрифуг отстойного типа ОГН-90 из стали марок 1Х18Н0Т (ОГН-900К-3) и Х17Н12МЗТ (ОГН-900К-4).

Центрифуги ФГН-125 (АГ-1250)

Эти центрифуги получили широкое распространение в промыш­ ленности и изготовляются в различных исполнениях.

Центрифуга ФГН-1254К'7 (АГ-1250-7Н) нержавеющего испол нения предназначена в основном для обработки суспензий с нерас­

28

С учетом особых свойств обрабатываемых суспензий, в частно­ сти нерастворимости осадка, кожух выполнен сварным специаль­ ной конструкции, обеспечивающей свободный доступ обслуживаю­ щего персонала внутрь ротора. Он имеет две полости: заднюю 10 и переднюю 6 (рис. П-6), где размещены ротор 8, труба питания 1, механизм выгрузки продукта 7, механизм регенерации сит 5, регу­ лятор уровня слоя осадка 2 и разгрузочный бункер 3, выполнен­ ный из двух шарнирно соединенных частей для удобства смены сит ротора и очистки их.

На передней части кожуха размещены (рис. II-5) также све­ тильник 1, труба промывки осадка 2 и механизм 3 регулирования

Рис. II-5. Центрифуга ФГН-1254К-7 (общий вид):

/. —светильник; 2—труба промывки; 3 — механизм регулирования шиберной за­ слонкой трубы питания; 4—главный вал; 5—маслонасосная станция; 6—об­ гонная муфта; 7—мотор-редуктор; 8 —станина.

шиберной заслонкой трубы питания. Задняя стенка кожуха соеди­ нена болтами со станиной, на которую он опирается лапами.

На механизме выгрузки продукта установлены устройства для очистки сит от несрезаемого осадка (толщиной 8—10 мм) — меха­ нической (с помощью специальных щеток 9, рис. П-6) и гидравли­ ческой (с помощью трубчатого коллектора 4 с форсунками). Очистка производится при пониженном числе оборотов ротора — 75 в ми­ нуту. Для этого центрифуга снабжена специальным дополни­ тельным приводом — мотор-редуктором 7 с обгонной муфтой 6

(рис. II-5).

Установка регулятора уровня слоя осадка состоит из основного и дублирующего флажков. С помощью первого регулируется за­ грузка ротора суспензией и осадком, с помощью второго предот­ вращается переполнение ротора осадком и, следовательно, исклю­ чается возможность аварийной ситуации.

29

Станина 8 (рис. II-5) является опорой узла главного вала 4 и одновременно масляной ванной маслонасосной станции 5, которая вместе с электрогидравлическим блоком золотников смонтирована на станине. Конструктивно узел главного вала центрифуг ФГН-125 почти не отличается от узла главного вала центрифуг ФГН-90, но имеет большие габариты.

Привод центрифуги осуществляется от электродвигателя через пуско-тормозную турбомуфту, обеспечивающую плавный пуск и торможение машины. Узлы гидросистемы, электрическая станция,

полость кожуха; 7—механизм выгрузки осадка; 5—ротор; 9—щетки; /9— зад­ няя полость кожуха.

пульт управления, принципиальные схемы их взаимодействия и автоматический режим работы центрифуги такие же, как и в описан­ ных ранее машинах. Станция управления устанавливается вне взрывоопасного помещения, а пульт управления — рядом с центри­ фугой.

Взрывозащищенное исполнение электрооборудования центри­ фуги позволяет устанавливать ее во взрывоопасных помещениях класса В-Іа при работе со взрывоопасными смесями категорий 1, 2, 3 и групп Т1, Т2 и ТЗ, а также в помещениях класса В-ІІа. При­ вод осуществляется электродвигателями категории ВЗГ.

Для уменьшения динамических нагрузок на несущие конструк­ ции центрифуга укомплектована виброизолирующим устройством.

30

Центрифуга ФГН-1251У-7 (АГ-1250-7У) — углеродистого испол­ нения общего назначения (рис. П-7). Такие центрифуги широко применяются в производствах, где не предъявляются особые требо­ вания к взрывозащищенности, герметизации и т. д. С этим связана простота их конструкции по сравнению с ранее описанной центри­ фугой ФГН-1254К-7. В частности, в сварном кожухе центрифуги ФГН-1251У-7 нет быстрооткрывающегося люка-лаза, предназна­ ченного для свободного доступа внутрь ротора с целью периодиче-

Рис. П-7. Центрифуга ФГН- 1251У-7 (продольный разрез):

ской очистки его от несрезаемого осадка без отсоединения от пе­ редней крышки подводящей и отводящей коммуникаций. Поэтому данные центрифуги не рекомендуется применять для обработки суспензий с нерастворимым твердым осадком. По той же причине эти центрифуги не имеют устройств для механической и гидравли­ ческой очистки сит и следовательно, дополнительного привода на 75 оборотов в минуту.

При открывании передней крышки расположенные на ней ме­ ханизмы выводятся из ротора, что облегчает замену сит. Своеоб­ разна конструкция разгрузочного бункера, представляющего собой приемный лоток 5, расположенный внутри центрифуги, который пе­ реходит с наружной стороны передней крышки 7 в прямоугольную

31